Waktunya Para Biolog Menggunakan Fisika Kuantum

Ini adalah saduran saya dari artikel Quantum physics is invading biology di majalah Cherwell, sebuah koran-mahasiswa independen di Oxford University.

Penafian: tulisan ini belum saya edit, kemungkinan masih ada kekeliruan, baik itu teks maupun konteks.

Telah datang masa untuk menggunakan ide-ide mekanika kuantum pada permasalahan biologis.

Biasanya, fisika kuantum itu seperti teman kita yang “kita tahu dia benar, tapi kita berusaha mengabaikannya selama mungkin.” Kita berusaha menjaga ide-ide delusi kita sebab sejauh ini ide-ide tersebut memberikan hasil yang oke. Kita merasa semua baik-baik saja sampai pada satu masa sesuatu salah terjadi dan teman kita itu akan berkata, “Kan sudah saya beri tahu…”

Sayangnya untuk para biolog, masa itu mungkin sudah datang.

Continue reading “Waktunya Para Biolog Menggunakan Fisika Kuantum”

Fisika Kuantum pada Penciuman

Berikut ini adalah saduran saya dari artikel situs BBC yang berjudul Organisms might be quantum machines. Karena artikel asli panjang, versi saduran ini saya bagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama adalah Fisika Kuantum pada Fotosintesis. Bagian kedua adalah Fisika Kuantum pada Migrasi Burung. Dan, bagian ketiga adalah Fisika Kuantum pada Penciuman.

Saduran bagian ketiga di mulai dari sini.

Ada satu bidang yang sepertinya sangat nyata untuk mendemonstrasikan realita kuantum di dunia biologi: indra penciuman.

Kenapa hidung kita dapat mengenali bau?

Bagaimana hidung kita mampu membedakan dan mengenali berbagai macam bau masih misteri berdasarkan teori konvensional indra penciuman. Belum ada yang benar-benar tahu apa yang terjadi ketika sebuah molekul bau masuk ke lubang hidung. Entah bagaimana ceritanya, sang molekul berinteraksi dengan sebuah sensor — disebut sebuah reseptor molekular — yang sudah ada di bagian dalam kulit hidung kita.

Sebuah hidung manusia yang terlatih dapat membedakan ribuan macam bau. Namun, bagaimana informasi bau ini dibawa dalam bentuk molekul bau masih belum diketahui. Banyak molekul yang memiliki bentuk identik, yang ketika satu atau dua atomnya diubah posisinya, memiliki bau yang berbeda. Molekul vanillin berbau vanila, tapi molekul eugenol berbau cengkih. Sejumlah molekul yang geometrinya adalah cerminan dari molekul yang lain — seperti tangan kanan dan kiri kita — juga memiliki bau berbeda.

Continue reading “Fisika Kuantum pada Penciuman”

Fisika Kuantum pada Migrasi Burung

Berikut ini adalah saduran saya dari artikel situs BBC yang berjudul Organisms might be quantum machines. Karena artikel asli panjang, versi saduran ini saya bagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama adalah Fisika Kuantum pada Fotosintesis. Bagian kedua adalah Fisika Kuantum pada Migrasi Burung. Dan, bagian ketiga adalah Fisika Kuantum pada Penciuman.

Saduran bagian kedua di mulai dari sini.

Efek-efek kuantum dalam dunia biologi bukan hanya terdapat pada tumbuhan atau makhluk hidup lain yang mengubah matahari menjadi sumber tenaga. Efek-efek kuantum juga menjawab sebuah teka-teki ilmiah yang telah membingungkan ilmuwan semenjak abad ke-19: bagaimana burung-burung tidak tersesat saat melakukan migrasi.

Bagaimana burung yang bermigrasi tahu kemana dia harus terbang?

Seekor burung melakukan migrasi biasanya untuk menghindari musim dingin. Misalnya burung robin eropa yang akan bermigrasi beribu kilometer ke arah ke arah selatan Eropa atau utara Afrika. Perjalanan mereka ini menempuh daerah yang tidak mereka kenal dan berbahaya bahkan tanpa membawa kompas (jika mereka mampu membawa dan membacanya). Jika mereka sudah salah arah dari awal, seekor burung robin yang berangkat dari Polandia dapat jadi mencapai Siberia, alih-alih Maroko.

Oh, mungkin mereka punya kompas biologis seperti kita memiliki jam biologis yang membantu kita menyadari kapan siang dan malam tanpa mengetahui posisi matahari sekalipun. Tapi, sebuah kompas biologis tidaklah mudah membayangkan seperti membayangkan jam biologis.

Kenapa? Continue reading “Fisika Kuantum pada Migrasi Burung”

Fisika Kuantum pada Fotosintesis

Berikut ini adalah saduran saya dari artikel situs BBC yang berjudul Organisms might be quantum machines. Karena artikel asli panjang, versi saduran ini saya bagi menjadi tiga bagian. Bagian pertama adalah Fisika Kuantum pada Fotosintesis. Bagian kedua adalah Fisika Kuantum pada Migrasi Burung. Dan, bagian ketiga adalah Fisika Kuantum pada Penciuman.

Saduran bagian pertama di mulai dari sini.

Sedikit di antara kita yang paham dunia aneh fisika kuantum — tapi tubuh kita boleh telah memanfaatkan sifat-sifat kuantum untuk dapat bekerja dengan benar.

Oleh Martha Henriques, 18 Juli 2016

Proses fotosintesis terlihat terlalu mudah jika ditinjau dari fisik klasik. Dapatkah fisika kuantum menjelaskan dengan utuh?

Jika ada pokok pembicaraan yang secara sempurna memberi argumen bahwa sains memang sulit dipahami, pokok pembicaraan itu adalah fisika kuantum. Para ilmuwan menjelaskan kepada kita bahwa penghuni ranah kuantum berperilaku yang tidak dapat dicerna akal sehat kita: mereka dapat hadir di dua tempat bersamaan, atau mereka menghilang dari suatu tempat dan muncul di tempat lain seketika itu juga.

Satu hal yang patut kita syukuri adalah perilaku-perilaku aneh di ranah kuantum ini sepertinya tidak berdampak berarti di dunia makroskoopik. Dunia makroskoopik adalah dunia kasat mata yang kita kenal sehari-hari, dunia yang kita pahami diatur oleh fisik “klasik”.

Setidak-tidaknya itulah yang diyakini para ilmuwan sampai beberapa tahun yang lalu.

Continue reading “Fisika Kuantum pada Fotosintesis”

Apakah bulan masih di sana saat kita tidak melihatnya?

rusydi-course-2015-fit301-1-mind-mappingItulah pertanyaan Einstein kepada David Mermin yang kemudian dipublikasikan oleh Mermin di majalah Physics Today, April 1985, halaman 38–47.

Is the moon there when nobody looks?

Seperti pertanyaan mengada-ngada, tapi itulah ilustrasi paling tepat menggambarkan kondisi teori kuantum.

Teori kuantum dibangun berdasarkan hipotesis bahwa partikel memiliki identitas gelombang dan sebaliknya gelombang memiliki identitas partikel. Hipotesis ini bukannya tanpa argumen ilmiah, justru hanya dengan hipotesis ini sejumlah fenomena seperti radiasi benda hitam, efek fotolistrik, dan spektrum atom hidrogen dapat dijelaskan dengan utuh.

Tapi, dibalik kedahsyatannya, teori kuantum masih menyimpan banyak persoalan — terutama pada level filosofi. Teori kuantum tidak memberi kepastian, dia cuma menghitung kemungkinan.

Bahwa bulan itu mungkin ada di sana pada waktu t dan posisi x dengan tingkat kepastian sekian persen.

Continue reading “Apakah bulan masih di sana saat kita tidak melihatnya?”